Dobór średnicy sieci wg nomogramu
Średnica
przewodu [mm]
Przepływ wody [kg/s, kg/h]
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Typoszereg rur preizolowanych
2011-06-15 Maciej Miniewicz 72
Projektowane rurociągi w klasie A lub B
𝑟𝑚
𝑡 < 28,7
Rurociąg 355,6 x 5,6 w klasie C, natomiast 355,6 x 8 w klasie A lub B.
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Wytyczenie trasy sieci ciepłowniczej w terenie
Oznaczenia na mapach urządzeń i sieci zewnętrznych.
PN-75/B-01420 Ciepłownictwo Urządzenia i sieć zewnętrzna Oznaczenia na mapach i planach
2011-06-15 Maciej Miniewicz 73
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 74
Przedmiot oznaczenia Podziałka 1:200 / 1:500 1:1000 / 1:2500 Elektrociepłownia
Ciepłownia
Kotłownia rejonowa Wolnostojąca Wbudowana
Sied cieplna
Kanałowa o wysokich i niskich parametrach
Bezkanałowa o wysokich parametrach
Bezkanałowa o niskich parametrach
Komory, kompensatory, armatura odcinająca Komora
Kompensator U-kształtowy
Armatura odcinająca Nie oznacza się
Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie
Przepompownia wolnostojąca
Przepompownia wbudowana
Inne
Sied cieplna z drenażem
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 75
Przedmiot oznaczenia Podziałka 1:200 / 1:500 1:1000 / 1:2500 Elektrociepłownia
Ciepłownia
Kotłownia rejonowa Wolnostojąca Wbudowana
Sied cieplna
Kanałowa o wysokich i niskich parametrach
Bezkanałowa o wysokich parametrach
Bezkanałowa o niskich parametrach
Komory, kompensatory, armatura odcinająca Komora
Kompensator U-kształtowy
Armatura odcinająca Nie oznacza się
Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie
Przepompownia wolnostojąca
Przepompownia wbudowana
Inne
Sied cieplna z drenażem
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 76
Kompensator U-kształtowy
Armatura odcinająca Nie oznacza się
Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie
Przepompownia wolnostojąca
Przepompownia wbudowana
Inne
Sied cieplna z drenażem
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zasady tyczenia trasy sieci ciepłowniczej
• Podziemne uzbrojenie terenu
2011-06-15 Maciej Miniewicz 77
eNN0,5m t[4]0,7m eWN0,7m 1,0 m
>15 kV <15 kV g w
0,8-1,0 m 1,6 m
k, kdWg rzędnych
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia – od sieci kanałowej
2011-06-15 Maciej Miniewicz 78
l12m
max12m
3-8m
PS do likwidacji max12m
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 79
max 6m
Należy zwrócić uwagę na możliwość zrzucenia sieci
kanałowej z podpór ruchomych
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia od sieci preizolowanej
Trójnik wspawany Trójnik kuty
2011-06-15 Maciej Miniewicz 80
Spoina
pachwinowa
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia od sieci preizolowanej
2011-06-15 Maciej Miniewicz 81
Max 6 - 12m d3
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia równoległe
2011-06-15 Maciej Miniewicz 82
d3 d3
1,5m
Max 6m
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia na sieci preizolowanej
2011-06-15 Maciej Miniewicz 83
d3
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia na sieci preizolowanej
2011-06-15 Maciej Miniewicz 84
UPS
UPS SK
SK
Należy unikać umieszczania odgałęzienia bezpośrednio w strefie kompensacji
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zmiana kierunku sieci ciepłowniczej
Najkorzystniejsze jest załamanie pod kątem 90°
2011-06-15 Maciej Miniewicz 85
Odkształcenia na kolanie 90° Odkształcenia na kolanie 45°
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odkształcenia powstające na załamaniu sieci zależą od:
• Średnicy rury stalowej
• Grubości ścianki
• Kąta załamania
• Promienia gięcia kolana
• Zmiany temperatury i ciśnienia
• Sprężystości podłoża
2011-06-15 Maciej Miniewicz 86
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Projektując sieć mamy wpływ na:
• Dobór grubości ścianki rury
• Długości odcinków przylegających do załamania
• Promienia gięcia kolana
• Podatność podłoża
2011-06-15 Maciej Miniewicz 87
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Grubość ścianki rury
2011-06-15 Maciej Miniewicz 88
Ciśnienie robocze pd 16 MPa
Naprężenia dopuszczalne sd 190 N/mm2 Naddatek na tolerancję C1 0,08 mm
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Załamania niekompensacyjne
Do załamania trasy należy stosować kolana o katach od 60 do 90°, warunkowo
dopuszcza się stosowanie od 45 do 60 °.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 89
RPS
< 5 – 60°
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Załamania niekompensacyjne
2011-06-15 Maciej Miniewicz 90
90°
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Załamania niekompensacyjne
2011-06-15 Maciej Miniewicz 91
6-12m RPS
B>Bmin
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zmiana kierunku – ukosowanie
Dopuszcza się ukosowanie rurociągów w
odcinkach instalacyjnych (strefa poślizgu).
Wielkość ukosowania nie powinna
przekraczać 3° na jednym połączeniu spawanym.
Zaleca się wykonywać ukosowanie nie
częściej jak co 20 krotność DN rurociągu.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 92
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Ukosowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 93
3°
Min 20 DN 3°
Dopuszczalny kąt ukosowania 3°i minimalnym odstępie =>6 m
Sieci ciepłownicze - projektowanie
W rurociągach klasy B i C w odcinkach
zahamowanych przez tarcie niedopuszcza się ukosowania.
2011-06-15 Maciej Miniewicz Źródło: PRIM S.A. 94
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zmiana kierunku przez gięcie rurociągu
2011-06-15 Maciej Miniewicz 95
R
𝑅 = 𝐿𝑟180
Odcinki gięte rur traktujemy jak odcinki proste.
Sieci ciepłownicze - projektowanie
W tabelach podaje się tzw. elastyczny
promień gięcia oraz minimalny promień gięcia, którego nie należy przekraczać.
Przykład obliczenia gięcia elastycznego:
Dane: kąt uzupełniający =55 ° Rura gięta DN 80
Maksymalny kąt gięcia max=34°
2011-06-15 Maciej Miniewicz 96
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Ilość odcinków rur podlegających gięciu
𝑛 = 𝛼
𝛼𝑚𝑎𝑥 = 55
34 = 1,62 ≈ 2 Długość łuku
Ll=2 x 12=24 m Promień gięcia
𝑅 = 24 ∙ 180
𝜋 ∙ 55 = 25,01𝑚 > 𝑅𝑚𝑖𝑛 = 20,22𝑚
2011-06-15 Maciej Miniewicz 97
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Punkty stałe
W poprawnie zaprojektowanej sieci ciepłowniczej, rzeczywiste pkt stałe są zazwyczaj zbędne.
Eliminacja RPS zwiększa
bezpieczeństwo sieci poprzez wyeliminowanie nieciągłości płaszcza osłonowego w
konstrukcji pkt stałego.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 98
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego redukuje dopuszczalną długość ułożenia prostego odcinka sieci do wartości Lmax.
W pkt stałych występują bardzo duże siły, co pociąga za sobą konieczność stosowania
dużych bloków betonowych. Praktycznie nie są stosowane dla średnic powyżej
DN350.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 99
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Rzeczywiste pkt stałe należy zastosować:
• Do zabezpieczenia przejść przez ścianę budynku, jeżeli mogłoby wystąpić
nadmierne wydłużenie osiowe.
• Do nadania kontrolowanego kierunku
wydłużenia np. dla kolan o kącie 30°.
• W celu zapobieżenia obsunięciu się sieci ciepłowniczej np. na zboczach.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 100
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Naprężenia w pkt stałych
2011-06-15 Maciej Miniewicz 101
RPS
s=190MPa L<Lmax
L<Lmax
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego
2011-06-15 Maciej Miniewicz 102
Budynek
Min 2 m Max 6 m
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego
2011-06-15 Maciej Miniewicz 103
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Redukcje średnicy.
Redukcję średnicy projektujemy zawsze za trójnikiem.
Ze względu na zmniejszenie pola przekroju rury na zwężce występuje skokowy wzrost naprężeń proporcjonalny do stosunku
powierzchni przekrojów rurociągów.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 104
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Nie należy wykonywać na jednej redukcji zmiany
średnicy o więcej niż dwie średnice, a w odcinkach
zahamowanych przez tarcie nie więcej niż o jedną średnicę.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 105
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Przesunięcie umownego pkt stałego UPS przy redukcji średnicy – przykład
𝐷1 ∙ 𝐿1 + 𝐿𝑥 ∙ 𝐷2 = 𝐿2 − 𝐿𝑥 ∗ 𝐷2
2011-06-15 Maciej Miniewicz 106
L
L1 L2
D1 UPS D2
Lx
Sieci ciepłownicze - projektowanie
∆𝐿𝑥 = 𝐿2 − 𝐷1𝐷2 ∙ 𝐿1 2
Przykład:
L=60 m; L1=25 m; L2=35 m D1=125 mm; D2=110 mm
Po podstawieniu do wzoru Lx=3,29 m, stąd UPS leży w odległości LUPS=L1+Lx=28,3 m
2011-06-15 Maciej Miniewicz 107
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Ponieważ połowa odcinak to 30 m,
przesunięcie UPS względem środka odcinka wynosi -1,7 m w kierunku średnicy D1=125 mm.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 108
L L/2
L1 Lx
-1,7
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Strefy kompensacyjne
2011-06-15 Maciej Miniewicz 109
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Dla kolan kompensacyjnych minimalną grubość poduszek określić można z zależności:
∆𝑃𝑚𝑖𝑛= ∆𝐿 ∙ 1,5 𝑚𝑚
∆𝐿 – wydłużenie efektywne rurociągu z
uwzględnieniem zagłębienia, wydłużenia swobodnego i działania sił tarcia i korekty temperatury zasilania sieci
2011-06-15 Maciej Miniewicz 110
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Grubość poduszek powinna zawierć się w zakresach:
P=40 mm dla L=0 …< 27 mm
P=80 mm dla L=27 …< 53 mm
P=120 mm dla L=53 …< 80 mm
Nie należy stosować poduszek o grubości większej niż 120 mm ze względu na możliwe
przekroczenie dopuszczlnej temperatury pianki PUR (50…60°C)
2011-06-15 Maciej Miniewicz 111
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Ograniczenia grubości poduszek
2011-06-15 Maciej Miniewicz 112
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Dla wydłużeń przekraczających L > 80 mm należy stosować naciąg wstępny
mechaniczny lub termiczny o 50%
wydłużenia rurociągu, wówczas grubość poduszek wyniesie odpowiednio:
P=80 mm dla L=80 … 106 mm
P=120 mm dla L=106 … 160 mm
2011-06-15 Maciej Miniewicz 113
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 114
Długość strefy kompensacji
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Przykład doboru poduszek
L1=61 mm Pmin=L1 x 1,5=91,5 mm Przyjęto 120 mm Lk1=3 m
L2=32 mm Pmin=L2 x 1,5=48 mm Przyjęto 80 mm Lk2=2 m
2011-06-15 Maciej Miniewicz 115
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Rozmieszczenie poduszek dla przykładu
2011-06-15 Maciej Miniewicz 116
L1=61mm
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Dla wydłużeń przekraczających L>160 mm Należy zastosować nisze lub kompensatory
osiowe w komorach.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 117
Pierścień gumowy
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Naciąg wstępny
Ma na celu redukcję wysięgu ramion
kompensacyjnych typu „L”, „Z” lub „U”
oraz redukcję grubości poduszek kompensacyjnych.
Szczególne zastosowanie w technologii zimnego montażu.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 118
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Naciąg wstępny może być uzyskany w sposób mechaniczny bądź termiczny.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 119
L/2
L/2
L/2
Przykładamy siłę i spawamy
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Montaż armatury odcinającej
2011-06-15 Maciej Miniewicz 120
Źródło: PRIM Lublin
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 121
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 122
Odpowietrzenia na sieci preizolowanej
Odpowietrzenia systemu podwójnego
2011-06-15 Maciej Miniewicz 123
Sieci ciepłownicze - projektowanie
System zespolony rur podwójnych Udoskonaleniem bez-
kanałowego układania sieci ciepłowniczej jest system zespolony rur podwójnych.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 124
Pianka PUR
Sieci ciepłownicze - projektowanie
System zespolony rur podwójnych
2011-06-15 Maciej Miniewicz 125
Powrót
Zasilanie Płetwa
12 m
3m 6m 3m
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Konstrukcja rur podwójnych
2011-06-15 Maciej Miniewicz 126
b h
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Korzyści:
1. Zmniejszenie wymiarów wykopu 2. Zmniejszenie pracochłonności
odtworzenia terenu
2011-06-15 Maciej Miniewicz 127
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 128
Roboty ziemne:
Odtworzenie nawierzchni:
Sieci ciepłownicze - projektowanie
3. Zmniejszenie strat ciepła w stosunku do rur pojedyńczych
4. Obniżenie głębokości układania sieci z uwagi na trójniki prostopadłe
2011-06-15 Maciej Miniewicz 129
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Płetwy projektowane są na różnicę
temperatur T=70… 80°C (isoplus, Prim Lublin)
Maksymalna temperatura Tz=130 °C,
ciśnienie 25 bar, max różnica temperatur
T=70 … 80 °C.
Maksymlane naprężenia osiowe sdop=190 N/mm2.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 130
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Długość instalacyjna w rurach preizolowanych zależy od wielu czynników, a w systemie rur podwójnych dodatkowo od wytrzymałości
połączenia płetwami obu rurociągów,
względnie różnicy temperatury pomiędzy zasilaniem i powrotem.
Długości instalacyjne w systemie rur
podwójnych są mniejsze niż w systemie rur pojedyńczych.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 131
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Rury zasilająca i powrotna są ze sobą połączone płetwami, stąd naprężenia
oblicza się dla temperatury w danej rurze i średniej z temperatur konstrukcji
rurowej.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 2 132
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Obliczanie siły
𝑃𝑧 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ (𝑇𝑧 − 𝑇𝑚) ∙ 𝐴 𝑃𝑝 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ (𝑇𝑝 − 𝑇𝑚) ∙ 𝐴
Siłę od wydłużeń termicznych w układzie rur podwójnych obliczamy
𝑃 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ 𝑇𝑧 − 𝑇𝑚 + 𝑇𝑝 − 𝑇𝑚 ∙ 𝐴 𝑃 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝
2 − 𝑇𝑚 ∙ 2 ∙ 𝐴
2011-06-15 Maciej Miniewicz 133
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Obliczanie wydłużeń
∆𝐿 =∝∙ 𝐿 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝
2 − 𝑇𝑚 − 𝐹𝑠 ∙ 𝐿2
2 ∙ 𝐸 ∙ 2 ∙ 𝐴 Siła tarcia może być obliczona ze wzoru
𝐹𝑠 = 4,5 ∙ 𝜋 ∙ 𝐷 ∙ 𝐻 [𝑁 𝑚]
2011-06-15 Maciej Miniewicz 134
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Metody układania:
1. Samokompensacji typu L, Z, U
Dł. Prostego odcinka LLinst obliczone
dla sdop=190 N/mm2 Dla H=1,0 m
2011-06-15 Maciej Miniewicz 135
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2. Z podgrzewem wstępnym
Temperaturę podgrzewu dla systemu rur podwójnych wyznaczamy ze wzoru
𝑇𝑝𝑜𝑑𝑔 = 0,5 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝 + 𝑇𝑚 2
Np.. Dla Tz/Tp=130/70 Tpodg=55°C
Rury podwójne zachowują się tak jakby obie miały jednakową temperaturę.
2011-06-15 Maciej Miniewicz 136
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Układanie rurociągów
1. Ukosowanie – kąt 3°co 6 m 2. Gięcie elastyczne
2011-06-15 Maciej Miniewicz 137
dz, mm 2x33,7 2x42,4 2x48,3 2x60,3 2x76,1 2x88,9 2x114,6
rmin, m 34,4 43 49 68,8 86 114,6 137,5
max, ° 20 16 14 10 8 6 5
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia
2011-06-15 Maciej Miniewicz 138
Budynek
Poduszka 1m, g=40mm
12m
>12m
Linst
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia (półkompensator)
2011-06-15 Maciej Miniewicz 139
Odgał.
Sieci ciepłownicze - projektowanie
2011-06-15 Maciej Miniewicz 140
Kształtki przejściowe z systemu podwójnego na pojedyńczy
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Przejście z systemu podwójnego na pojedyńczy
2011-06-15 Maciej Miniewicz 141
1,5 m 3 m Max 6 m
1,5 m
Typu „Z” Trójnik 45/90°
Sieci ciepłownicze - projektowanie
Odgałęzienia
2011-06-15 Maciej Miniewicz 142
1,5 m
Max 6m Max 6 m
1,5 m
Typ „Z” Trójnik 45/90°